磺酸基功能化近红外探针WK-NE：心血管疾病中性粒细胞弹性蛋白酶检测的新突破

心血管疾病(CVDs)中，中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)的精准检测长期受限于传统方法的低水溶性和低特异性。江苏研究人员开发了磺酸基修饰的NIR荧光探针WK-NE，通过ICT机制实现735 nm处5倍荧光增强，在生理环境(pH 7.4, 37°C)中成功追踪小鼠模型和临床样本的NE动态，为CVDs诊断提供新型工具。

　　

心血管疾病(CVDs)是全球死亡的首要原因，其中动脉粥样硬化的发生发展与慢性炎症密切相关。中性粒细胞弹性蛋白酶(neutrophil elastase, NE)作为炎症关键介质，通过降解血管弹性蛋白和胶原加剧斑块不稳定性，但其在体检测面临重大挑战——传统ELISA方法无法区分活性酶形态，而现有近红外(near-infrared, NIR)探针因疏水性需复杂修饰，且易受其他蛋白酶干扰。

江苏研究团队在《Dyes and Pigments》发表的研究中，创新性地设计了磺酸基功能化探针WK-NE。该团队通过将磺酸基引入半菁(hemicyanine)骨架，结合NE特异性识别基团，开发出首个无需后修饰的水溶性NIR探针。关键技术包括：1) 核磁共振验证分子结构；2) ICT机制荧光分析；3) 小鼠动脉粥样硬化模型验证；4) 临床血清/脑脊液样本检测队列。

设计原理
WK-NE采用"锁-钥"设计：磺酸基赋予其生理环境溶解性，NE切割触发ICT效应，使荧光发射红移至735 nm。相比传统探针，其水溶性提升3个数量级，且保持>8小时光稳定性。

特异性验证
在含20种生物分析物的体系中，WK-NE仅对NE产生响应(R²
=0.9949)，对基质金属蛋白酶(MMP-9)等干扰物的信号变异<5%。关键发现是磺酸基可屏蔽带正电氨基酸的静电干扰，这是此前探针未实现的特性。

临床应用
研究团队检测了动脉粥样硬化患者血清和脑脊液，首次揭示NE活性与疾病分期呈正相关(r=0.82, p<0.01)。在载脂蛋白E敲除(ApoE^-/-
)小鼠模型中，斑块区域的荧光强度较对照组高4.7倍，与组织学结果高度一致。

这项研究突破了蛋白酶检测领域的两大瓶颈：通过分子内磺酸基实现"即用型"水溶性，以及利用ICT机制兼顾灵敏度与特异性。WK-NE为心血管疾病的早期诊断提供了首个可临床转化的NIR工具，其设计策略为其他炎症标志物探针开发提供了新范式。作者团队特别指出，该技术可扩展至急性冠脉综合征的风险分层，目前正在开展多中心临床试验验证。